ИСТИНА

В настоящей работе проводилось комплексное исследование клеточных, мембранных и молекулярных изменений в эритроцитах, развивающихся при сердечно-сосудистых заболеваниях и действии препаратов-доноров оксида азота (II, NO), а также изучение взаимосвязи между процессами, протекающими на плазматической мембране, в примембранной области и цитоплазме эритроцитов. В рамках проекта детально изучены следующие морфо-функциональные свойства эритроцитов: общая и локальная микровязкость и упругость плазматической мембраны, форма и объем клеток, распределение окси- и дезоксигемоглобина и комплексов гемоглобин-NO по клетке, конформация и кислород-связывающие свойства гемоглобина. Основная задача проекта заключалась в проведении сравнительного исследования свойств мембранносвязанного и цитоплазматического гемоглобина в интактных эритроцитах, основанное на применении наночастиц серебра и золота, адсорбирующихся на поверхности эритроцитов и многократно усиливающих комбинационное рассеяние мембранносвязанного гемоглобина вследствие эффекта плазмонного резонанса. Анализ результатов позволил разработать новые принципы диагностики сердечно-сосудистых заболеваний и «скрининга» синтетических доноров оксида азота с помощью современных нанотехнологий и биофизических методов (спектроскопия комбинационного рассеяния с использованием наночастиц металлов, лазерная интерференционная и атомно-силовая микроскопии).

За весь период проекта получен ряд новых результатов. Были подобраны условия и определена оптимальная морфология наночастиц в коллоидном растворе серебра (размер наночастиц серебра (НЧС) а также относительное содержание НЧС с размерами 6-16 нм и 60-100 нм) для получения максимального коэффициента усиления комбинационного рассеяния света (КР) от эритроцитов. Подобраны условия, при которых НЧС разной формы и размеров не оказывают гемолитическое действие на эритроциты. Показано, что при добавлении коллоидного раствора НЧС к эритроцитам приводит к усилению КР света только от мембраносвязанного гемоглобина (Гб). Впервые получено усиление КР света от мембраносвязанного и цитоплазматического Гб (Гбц и Гбм, соответственно) в эритроцитах, помещенных на поверхности с фиксированными серебряными наноструктурами. Впервые на интактных эритроцитах с использованием спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) c наночастицами серебра было показано, что кислород-связывающие свойства и конформация гемов в молекулах Гбм и Гбц отличаются. По всей видимости, обнаруженные отличия вызваны взаимодействием Гбм с белком полосы 3 мембраны эритроцита и затруднением конформационной подвижности Гбм. Предполагается, что изменение О2-связывающих свойств Гбм играет роль при насыщении эритроцита О2. Впервые было продемонстрировано, что метод спектрокопии гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) с НЧС является более чувствительным к изменениям, происходящим в Гбц и Гбм при сердечно-сосудистых патологиях, чем спектроскопия традиционного комбинационного рассеяния. На интактных эритроцитах, а также изолированном цитоплазматическом Гб выявлено, что недостаточность кровообращения вызывает уменьшение способности Гбм и изолированного цитоплазматического Гб выделять О2. Показано, что внутривенная инъекция донора оксида азота (NO) изменяет способность Гбм выделять О2, восстанавливающуюся через 24 ч после внесения донора NO. Проведено сравнительное исследование Н+-зависимой регуляции конформации и кислород-связывающих свойств у Гбц и Гбм в интактных эритроцитах. Предполагается, что метод спектроскопии ГКР может быть использован как диагностический тест для выявления ранних патологических изменениях в крови.